摘要

　　对难加工材料钛合金进行冷风油雾切削实验，将实验结果与常温干车、常温喷雾和大量油剂喷淋的冷却方式进行对比研究。通过实验结果分析，在采用相同切削参数及刀具加工时，低温喷雾冷却的刀具使用寿命最长，常温干车的刀具使用寿命最短。同时，采用低温喷雾冷却方法，加工表面粗糙度值也有所下降。

　　关键词

　　冷风切削;清洁加工;干式切削;亚干式切削;钛合金加工

　　1钛合金及钛合金的切削性能

　　钛合金密度仅为4.5g/cm³，重量轻，接近铝的比重，但其比强度却大于超高强度钢;熔点高达1660℃，具有较高的热强度，可在550℃以下工作，在此温度下，表面易于形成致密的氧化膜，故不容易被进一步氧化，对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质等有较强的抗腐蚀能力。因此，近年来，现代工业，尤其是现代化工、仪器仪表、航天、军事工业对钛合金材料的需求量大增。尽管我国是钛蕴含量最丰富的国家，但是由于加工困难，我国工业及军事装备使用钛合金零件的比例相对较低，即使是某些新型xx航空零件，钛合金占有的比例也不大，与国际先进水平存在较大差距。研究发现，影响钛合金材料切削加工性能和刀具耐用度的主要原因是：

　　(1)材料亲和力强。钛元素化学活性强，具有很强的亲和力，在600。C以上高温时，加工点很容易与接触的氧、氢和氮等气体杂质化合而硬化，形成脆化层，影响刀具的寿命;同时，这些杂质还具有磨料性质，能够加速刀具的磨损。

　　(2)塑性变形量小。钛合金塑性变形量小，其收缩系数仅为钢材的1/3左右，切屑经主切削刃切离后，会立即向上翻卷，使切屑与刀具前刀面问仅存一极小的接触区，使作用在刀具与工件材料接触面上的压力增高，产生热量堆积。

　　(3)强度极限高。钛合金的含碳量高，材料的高强度极限，加工时会造成切削点压力增大和局部温度增高。

　　(4)弹性模量低，弹性变形大。钛合金弹性模量低，弹性变形大，在后刀面与工件的接触区材料回弹量大，使材料与后刀面的接触面积增大，切削温度升高。

　　(5)导热性差。钛合金的导热率很低，仅为铁的1/5，加工时前述原因产生的切削热大量堆积在切削点难以迅速传导，使刀刃局部温度升高。

　　(6)切削液使用不当时刀刃的热冲击增大。如前所述，由于材料特性等诸多原因，加工钛合金时，在刀具切削点的附近会产生很大的热量堆积，此时，如果切削液加注不当，就会受膜态沸腾现象的影响，使切削点得不到连续而有效的润滑和冷却，液体冷却速度过快，易于形成热冲击，又增大了刀具的微裂。

　　基于上述原因，有关通过改善冷却条件，提高钛合金材料切削加工性能的研究较为活跃。

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